| 저자(한글) |
ZHU, De-rui,HAN, Rui,SHEN, Guo-ping,LONG, Qi-fu,LI, Dan-dan,LIU, Jian,LIU, De-li |
| 초록 |
Halomonas는 세포외 고농도 염분의 삼투압에 반응하여 세포내에 축적된 유기화합성용질(compatible solutes)로 변화된다. 본 논문은 유기화합성용질인 에크토인(Ectoine) 합성 대사 관련 유전자의 구조 특성 및 이형 공동 발현(heterologous co-expression) 가능성을 연구하기 위해, 중국 칭하이 호수(Qinghai Lake)의 Halomonas sp. QHL1를 재료로 하고, 고성능 액체 크로마토그래피(high performance liquid chromatography, HPLC)를 통하여 서로 다른 염분 농도 기울기 조건에서 QHL1 세포내 Ectoine의 축적량을 분석하였고, 또한 염색체 워킹(genome walking) 기술을 이용하여 QHL1 균주에서 Ectoine을 생물학적 합성하는 유전자 클러스터 ectABC를 포획하였다. 그리고 분자 클론 기술로 ectABC 유전자 클러스터의 이형 재조합 발현(E.coli BL21)을 분석하였다. 연구 결과, 세포내 Ectoine 축적량은 배지의 니트륨 이온(sodium ion, Na + ) 농도 증가에 따라 증가하였고, 최대 축적량이 167.1 mg/g 세포 건조 무게(1.0 mol/L Na + )였다. 그러나 균주 성장은 고농도 Na + 의 아주 강한 억제 작용을 받았다. QHL1의 ectABC 오페론(operon) 전체 서열은 3,580 bp이고, 구조 유전자(structural gene) ectA(579 bp), ectB(1269 bp) 및 ectC(390 bp)와 직렬 배열되었다. 생물 정보학적 예측 분석(bioinformatics prediction analysis)을 토대로 분석한 결과, 2개 프로모터(δ 70 와 δ 38 인자 제어) 및 여러개의 기능이 알려지지 않은 보존된 모티프(motifs)가 QHL1의 ect 오페론 상위(upstream)에 존재하였다. 재조합 발현 벡터 pET-28-ect ABC를 구축한 후 E.coli BL21에서 ectABC 유전자 클러스터(2,438 bp)를 이형 발현시켰다. SDS-PAGE 분석 결과, EctA, EctB, EctC는 각각 27.2 kD, 52.5 kD, 20.8 kD였고, 예측 결과와 일치하였다. 이것은 E.coli BL21에서 ectA, ectB, ectC 유전자의 이형 발현을 실현할 수 있다는 것을 설명한다. 연구 결과는 Ectoine 합성 대사 유전자 융합을 실현할 수 있는 시스템 대사 공학 구축 그리고 저염분 발효 제어 및 대량 생산을 실현하는데 중요한 이론적 기초를 제공하였다. |
